专利名称：等离子体显示面板的制作方法
技术领域：
这里公开的技术涉及一种在显示装置等中所使用的等离子体显示面板。
背景技术：
在等离子体显示面板(以下称为PDP)的电介质层上，使用了将氧化铅设为主要成分的低熔点玻璃。近年来，根据对环境的考虑，公开了不包含铅成分的电介质层(例如，参考专利文献1)。专利文献1 日本特开2003-U8430号公报。
发明内容
PDP包括前面板和与前面板对置配置的背面板。前面板具有显示电极和覆盖显示电极的电介质层。电介质层实质上不包含铅成分，而包含氧化镁(MgO)、二氧化硅(SiO2)和氧化钾(K2O)。MgO在电介质层中的含有量是0.3摩尔％以上1.0摩尔％以下。SiO2在电介质层中的含有量是35摩尔％以上50摩尔％以下。
图1是表示PDP的结构的立体图。
图2是表示前面板的结构的断面图。
图3是表示电介质层的TDS测量结果的示意图。
图4是表示电介质层的TDS测量结果的示意图。
图5是表示电介质层的突起数和颜色变黄程度的变化的示意图。
图6是表示电介质层的全光线透过率的变化的示意图。
附图符号说明
IPDP
2前面板
3前面玻璃基板
4扫描电极
如，5a透明电极
4b，5b金属总线电极
5维持电极
6显示电极
7 黑条(black stripe)
8电介质层
9保护层
10背面板
11背面玻璃基板
12地址电极13基底电介质层14 隔壁15荧光体层16放电空间
具体实施例方式[ 1.PDP1 的概要]本实施方式的PDPl是交流面放电型PDP。如图1所示，对于PDP1，由前面玻璃基板3等构成的前面板2和由背面玻璃基板11等构成的背面板10对置配置。对于前面板2 和背面板10，外周部通过由玻璃料等构成的密封材料而被气密封。在密封的PDPl内部的放电空间16中，氖(Ne)和氙(Xe)等放电气体被以55kPa(400Torr) 80kPa(600Torr)的压力封入。在前面玻璃基板3上，由扫描电极4和维持电极5构成的一对带状的显示电极6 和黑条(遮光层)7相互平行地分别被多列配置。在前面玻璃基板3上形成作为电容器进行动作的电介质层8，使得覆盖显示电极6和黑条7。进而，在电介质层8的表面还形成由氧化镁(MgO)等构成的保护层9。对于扫描电极4和维持电极5，在由铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌 (ZnO)等导电性金属氧化物构成的透明电极上层叠由Ag构成的总线电极。在背面玻璃基板11上，在与显示电极6正交的方向上，由将银(Ag)设为主要成分的导电性材料构成的多个地址电极12被相互平行地配置。地址电极12被覆盖基底电介质层13。进而，在地址电极12间的基底电介质层13上形成用于对放电空间16进行隔开的预定高度的隔壁14。在隔壁14间的沟中，对每个地址电极12，通过紫外线顺次涂覆而形成以红色发光的荧光体层15、以绿色发光的荧光体层15和以蓝色发光的荧光体层15。在显示电极6和地址电极12交叉的位置上形成放电单元。在显示电极6方向上具有并列的红色、 绿色、蓝色之荧光体层15的放电单元变成彩色显示用的像素。而且，在本实施方式中，放电空间16中所封入的放电气体，包括10体积％以上 30%体积以下的Xe。图2是与图1上下反转后的图。如图2所示，在通过漂浮(float)法等制造的前面玻璃基板3上图案形成由扫描电极4和维持电极5构成的显示电极6和黑条7。扫描电极4和维持电极5分别通过由铟锡氧化物(ITO)和氧化锡(SnO2)等构成的透明电极如，5a 和在透明电极4a，5a上所形成的金属总线电极4b，5b构成。金属总线电极4b，5b被用作在透明电极如，53的长度方向上赋予导电性的目的，并且通过将银(Ag)材料设为主要成分的导电性材料而形成。[2. PDPl的制造方法][2-1.前面板2的制造方法]在前面玻璃基板3上，形成了扫描电极4及维持电极5和黑条7。透明电极4a， 如和金属总线电极4bjb通过光刻法而形成。对于金属总线电极4b，5b的材料，使用包含用于将银(Ag)和银结合(bind)的玻璃料、感光性树脂和溶剂等的电极膏。首先，通过网(screen)印刷法等，电极膏被涂覆在前面玻璃基板3上。接着，通过干燥炉，除去电极膏中的溶剂。然后，介由预定图案的光掩膜，曝光电极膏。接着，显影电极膏，形成总线电极图案。最后，通过烧成炉，以预定的温度烧成总线电极图案。就是说，除去电极图案中的感光性树脂。此外，电极图案中的玻璃料进行熔融、 再凝固。同样地形成黑条7。对于黑条7的材料，使用包含黑色颜料的膏。接着，形成电介质层8。对于电介质层8的材料，使用包含电介质玻璃和粘结剂 (binder)成分(树脂、溶剂等)的电介质膏。首先，通过模压涂覆法(夕^二一卜，die coating)等，在前面玻璃基板3上涂覆电介质膏，使得以预定的厚度覆盖扫描电极4、维持电极5和黑条7。接着，通过干燥炉，除去电介质膏中的溶剂。最后，通过烧成炉，以从450 V 到600°C左右的温度烧成电介质膏。就是说，除去电介质膏中的树脂。电介质玻璃熔融、再凝固。通过以上的步骤，形成电介质层8。就是说，电介质膏除了电介质玻璃之外，还包含树脂和溶剂等，但是通过干燥和烧成，除去除电介质玻璃以外的成分。因此，电介质层8实质上由电介质玻璃的成分构成。这里，除了对电介质膏进行模压涂覆的方法之外，还能够使用丝网印刷法、旋涂法等。此外，不使用电介质膏，通过CVD (化学气相沉积)法等，也能够形成成为电介质层8的膜。接着，在电介质层8上形成由氧化镁(MgO)等构成的保护层9。通过以上的步骤，在前面玻璃基板3上形成扫描电极4、维持电极5、黑条7、电介质层8、保护层9，并且前面板2完成。[2-2.背面板10的制造方法]通过光刻法，在背面玻璃基板11上，形成地址电极12。对于地址电极的材料，使用包含用于确保导电性的用来使银(Ag)和银结合的玻璃料、感光性树脂和溶剂等的地址电极膏。首先，通过丝网印刷法等，地址电极膏以预定的厚度被涂覆在背面玻璃基板11上。 接着，通过干燥炉，除去地址电极膏中的溶剂。然后，介由预定图案的光掩膜，曝光地址电极膏。接着，显影地址电极膏，形成地址电极图案。最后，通过烧成炉，以预定的温度烧成地址电极图案。就是说，除去地址电极图案中的感光性树脂。此外，地址电极图案中的玻璃料被熔融、再凝固。通过以上的步骤，形成地址电极12。这里，除了对地址电极膏进行丝网印刷的方法之外，还能够使用溅射法、蒸发法等。接着，形成基底电介质层13。对于基底电介质层13的材料，使用包含电介质玻璃料、树脂和溶剂等的基底电介质膏。首先，通过丝网印刷法等，涂覆基底电介质膏，使得以预定的厚度在形成了地址电极12的背面玻璃基板11上覆盖地址电极12。接着，通过干燥炉，除去基底电介质膏中的溶剂。最后，通过烧成炉，以预定的温度烧成基底电介质膏。就是说，除去基底电介质膏中的树脂。此外，电介质玻璃料熔融、再凝固。通过以上的步骤，形成基底电介质层13。这里，除了对基底电介质膏进行丝网印刷的方法之外，还能够使用模压涂覆法、旋涂法等。不使用基底电介质膏，通过CVD(化学气相沉积)法等，也能够形成成为基底电介质层13的膜。接着，通过光刻法，形成隔壁14。对于隔壁14的材料，使用包含填料(filler)、用于使填料相结合的玻璃料、感光性树脂、溶剂等的隔壁膏。首先，通过模压涂覆法等，隔壁膏以预定的厚度被涂覆在基底电介质层13上。接着，通过干燥炉，除去隔壁膏中的溶剂。然后，介由预定图案的光掩膜，曝光隔壁膏。接着，显影隔壁膏，形成隔壁图案。最后，通过烧成炉，以预定的温度烧成隔壁图案。就是说，除去隔壁图案中的感光性树脂。此外，隔壁图案中的玻璃料被熔融、再凝固。通过以上的步骤，形成隔壁14。这里，除了光刻法之外，还能够使用喷砂(寸 > 卜力j 7卜)法等。接着，形成荧光体层15。对于荧光体层15的材料，使用包含荧光体粒子、粘结剂、 溶剂等的荧光体膏。首先，通过分发(dispense)法等，荧光体膏以预定的厚度被涂覆在相邻的隔壁14间的基底电介质层13上和隔壁14的侧面。接着，通过干燥炉，除去荧光体膏中的溶剂。最后，通过烧成炉，以预定的温度烧成荧光体膏。就是说，除去荧光体膏中的树脂。通过以上的步骤，形成荧光体层15。这里，除了分发法之外，还能够使用丝网印刷法等。通过以上的步骤，完成了在背面玻璃基板11上具有预定的构成部件的背面板10。[2-3.前面板2和背面板10的安装方法]首先，将前面板2和背面板10对置配置，使得显示电极6和地址电极12正交。接着，用玻璃料密封前面板2和背面板10的周围。接着，通过在放电空间16封入包含Ne、Xe 等的放电气体，完成PDP1。[3.电介质层8的详细说明]近年来，PDP正在进一步求得高精细化。对于高精细化的PDP，扫描线数增加，显示电极的数量增加。即，显示电极间隔变小。因此，从构成显示电极的银电极到电介质层和玻璃基板的银离子的扩散变多。当银离子扩散到电介质层和玻璃基板时，通过电介质层中的碱金属离子和玻璃基板中所包含的2价的锡离子而受到还原作用，形成银的胶体。其结果， 电介质层和玻璃基板由黄色或者褐色而进行强着色，并且氧化银受到还原作用而产生氧， 从而在电介质层中产生气泡。因此，通过扫描线的数量增加，玻璃基板的颜色变黄和电介质层中的气泡产生变得更显著，图像品质显著破坏，并且发生电介质层的绝缘不良。但是，在根据对环境的考虑而提出的不包含铅成分的现有技术的电介质层中，具有不能够满足抑制颜色变黄现象和抑制电介质层的绝缘不良这两者的问题。本实施方式所公开的技术，解决了上述问题，即使在高精细显示中，也能够确保高亮度、高可靠性，还能够实现考虑到环境问题的PDP。电介质层8被要求高的耐电压并且高的光透过率。这些特性大大地依赖于电介质层8的组成。现有技术中，由于在从450°C到600°C左右对电介质膏进行烧成，因此在电介质玻璃中含有20重量％以上的氧化铅。但是，为了对环境的考虑，电介质玻璃实质上不含有铅成分，而含有从0. 5重量％到40重量％左右的氧化铋(Bi2O3)。当电介质玻璃中的Bi2O3的含有量增加时，电介质玻璃的软化点下降。当电介质玻璃的软化点下降时，在制造工序中具有各种优点。但是，由于铋(Bi)系的材料是高价的，使 Bi2O3的添加量增加将招致使用的原材料的成本增加。因此，作为Bi系的材料的替代材料， 存在使用从锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)和铯(Cs)等中选择的碱金属的氧化物的技术。 此外，Bi的原子量是209。当原子量大时，密度变大。因此，为了今后PDP特性改善所求得的低介电常数(dielectric constant)玻璃的实现变得困难。因此，需要降低原子量大的玻璃材料的含有量。
[3-1.碱金属的氧化物]在本实施方式中，电介质玻璃含有氧化钾(K2O)。而且，在本实施方式中，电介质玻璃也可含有氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)当中的至少一种。这基于以下的理由。一般地， PDP的前面玻璃基板3大量地含有K2O和Na20。而且，当用550°C以上之类的高温对电介质层8进行烧成的情况下，在电介质玻璃所含有的K20、Li2O和前面玻璃基板3所含有的Na2O 中，发生碱金属的离子(Li+、Na+、K+)的交换作用。然而，Li+、Na+、K+分别对玻璃基板的热膨胀系数的贡献不同。因此，在由电介质层8的烧成而产生离子交换的情况下，在前面玻璃基板3的电介质层8附近的热收缩量和前面玻璃基板3的电介质层8附近以外之部分的热收缩量上就产生差值，其结果，形成了电介质层8的前面玻璃基板3就大大地翘曲(warp)。与此相反，如本实施方式，在电介质玻璃含有K2O的情况下，即使假设发生了上述的离子交换，也难以在热收缩量上产生差值，从而能够降低前面玻璃基板3的翘曲。其结果，能够使电介质玻璃所包含的Bi2O3的含有量降低到5摩尔％以下。而且还能够降低前面玻璃基板3的翘曲。在以后的记述中，只要没有特别地说明，所谓含有量，都表示以摩尔％ 表达的电介质玻璃中的含有量。就是说，所谓含有量，是电介质层8中的含有量。而且，优选地，K2O的含有量是6摩尔％以上10摩尔％以下。在K2O的含有量是6 摩尔％以上的情况下，降低电介质玻璃的软化点变得容易。另一方面，当K2O的含有量超过 10摩尔％时，电介质层的强度下降，此外，介电常数上升。而且，在电介质玻璃含有K2O和还含有Li20、Na2O当中的至少一种的情况下，除了降低前面玻璃基板3的翘曲之外，还使降低电介质玻璃的软化点变得容易。而且，优选地，Nei2O的含有量是0.5摩尔％以上3摩尔％以下。当NEI2O的含有量增加时，在前面玻璃基板3和电介质层8中容易产生颜色变黄。根据本发明者的评价的结果，可知在Na2O的含有量是3摩尔％以下的情况下，颜色变黄被抑制。另一方面，当Na2O的含有量是0. 5摩尔％以上的情况下，可知能够降低前面玻璃基板3的翘曲。而且，当K2O的含有量比Li2O和Nii2O的含有量的总和还多时，更优选。根据该构成，能够抑制前面玻璃基板3的热膨胀系数的变化，能够抑制前面玻璃基板3发生大的翘曲ο[3-2.钡成分和钙成分]在本实施方式中，电介质层8实质上不包含钡(Ba)成分、钙(Ca)成分。这基于以
下的理由。电介质材料通过将各种材料由湿法喷射式粉碎机(wet jet mill)和球磨机(ball mill)进行粉碎而制作(后面详述)。此时，对于Ba成分、Ca成分，作为原材料，被以碳酸盐(BaC03、CaC03)的形式供给。碳酸盐所包含的碳酸基，在熔融时作为碳酸气体而解除吸附 (desorb)。但是，存在微量的碳酸气体溶存于电介质材料中的情况。图3和图4是关于电介质层8的TDS (升温解除吸附气体分析法)的测量结果。图 3表示质量序号IS(H2O)的面积强度。图4表示质量序号44(CO2)的面积强度。实施例具有实质上不包含Ba成分和Ca成分的电介质层。比较例具有含有4摩尔％ Ba、还含有4摩尔％ Ca的电介质层。在TDS测量中，使用WA1000S(电子科学株式会社制)。测量腔室内的压力是 lX10->a。测量样品被切断为约Icm方块，并且在腔室内所设置的石英台上被配置使得电介质层处于上。作为测量设备的四极质谱分析器(quadrupole mass spectrometer)，被设置在腔室上方。样品由红外线加热。升温速度是l°C/s。样品的温度由石英台内所埋入的热电偶测量。样品被从室温升温到900°C。通过四极质谱分析器，所检测的强度值的从室温到900°C的积分值是面积强度。如图3和图4所示可知，当包含Ba成分和Ca成分时，在电介质层更多地残存H2O 和C02。H20、CO2等在PDP放电时解除吸附到放电空间中，使图像显示所需要的驱动电压发生变化。结果在PDP的寿命试验中放电驱动电压慢慢地上升，使图像显示品质劣化。为了防止这样的问题，在本实施方式中，在电介质层8实质上不包含Ba成分、Ca成分。[3-3. MgO]如前述，K2O, Li2O和Na2O能够降低电介质玻璃的软化点。另一方面，由K20、Li2O 和Na2O表示的碱金属的氧化物促进从金属总线电极4bjb扩散的银离子的还原作用。就是说，银的胶体被更多地形成。因此，产生电介质层的着色和气泡的发生之类的现象。其结果，存在发生PDP的图像品质的劣化和电介质层的绝缘不良之类的问题。因此，对于这样的问题，本实施方式含有0. 3摩尔％以上1. 0摩尔％以下的MgO。 MgO能够抑制将电介质膏含有的粘结剂成分等设为原因的气泡的产生。而且，电介质层的绝缘性改善，并且能够降低金属总线电极仙，恥的着色。如果MgO的含有量比0.3摩尔％少， 则不能够得到上述效果。此外，如果MgO的含有量比1. 0摩尔％多，则电介质层8的全光线透过率恶化(以下称为透明消失)。图5是测量相对于MgO的含有量的电介质层的突起数的结果和测量颜色变黄程度的结果。将MgO含有量不同的3种电介质以与上述制造方法同样的方法制作在形成了金属总线电极的小片基板上。突起数是在电介质层烧成后的某个一定区域中的直径为某个一定直径以上的突起的个数。关于颜色变黄程度，是对由银(Ag)引起的颜色变黄的程度通过彩色仪(美能达公司($ 7 >々株)；CR-300)来测量b*值。由此可知，随着MgO的含有量增加，电介质层的突起数变化，此外同样地表示颜色变黄程度的b*值减少。而且，对于b*值，MgO的含有量为0摩尔％的试样是基准。为了抑制气泡的产生，当添加钼(Mo)、钨(W)等时，存在电介质层透明消失的情况。但是，如图6所示，在添加MgO的情况下，全光线透过率不会低于78. 5%直到MgO 的含有量超过1. 0摩尔％为止。希望PDP中的电介质层8的全光线透过率为78. 5%或者以上。当全光线透过率低于78. 5%时，PDP的亮度下降。因此，如果MgO的含有量为1.0摩尔％以下，则透明消失程度被降低。而且，在全光线透过率的测量中，使用了 HM_150(株式会社村上彩色研究所制)。在本实施方式中，全光线透过率是从与形成了电介质层8的前面玻璃基板3正交的方向入射的波长550nm的光线的透过率。图5和图6的评价所使用的电介质层8，具有后述的表1中的样品2的组成。此时，调节电介质层8的组成，使得MgO以及与MgO相同的2价金属氧化物即ZnO之间的合计量变为相等。而且，MgO和SiO以外的组成不变化。因此，图5和图6所示的结果，被认为是基于MgO的含有量变化的结果。而且，在电介质层8不包含Ca成分的情况下，作为电介质层的氧化力下降。因此， 存在电介质膏包含的粘结剂成分等有机材料的燃烧变得不充分的情况。在该情况下，在电介质层的烧成中就产生气泡，并作为突起而残存。但是，本实施方式由于含有0. 3摩尔％以上1. 0摩尔％以下的MgO，因此电介质层的绝缘不良被抑制。[3-4. SiO2]本实施方式含有35摩尔％以上50摩尔％以下的Si02。当SiO2的含有量变大时， 电介质层8的破坏强度增加。因此，PDP的可靠性提高。而且，当SiO2的含有量变大时，电介质玻璃的软化速度变慢。其结果，电介质层8中产生的气泡的生长被抑制。因此，电介质层8的品质更加改善。而且，当SW2的含有量变得比35摩尔％更少时，不能得到上述效果。 此外，当^ 的含有量超过50摩尔％时，由于电介质层8的烧成温度过度上升，因此不优选。而且，破坏强度通过铁球下落法进行评价。所谓破坏强度，是由电介质层8和隔壁 14的碰撞引起的电介质层8和前面玻璃基板3的强度。首先，PDPl被水平配置，使得前面板2处于上。接着，直径IOmm的铁球被配置在PDPl上的预定高度处。接着，铁球对PDPl 落下。在即使铁球落下、前面板2仍然没有破损的情况下，提高铁球配置的高度。铁球仍然对PDPl落下。作为铁球落下的结果，如果前面板2破损，则此时铁球配置的高度是破坏高度。破坏高度越高，破坏强度越大。[3-5.样品制作]表1示出了本实施方式中的电介质层8的各个成分组成比。[表 1]
权利要求
1.一种等离子体显示面板，包括 前面板；禾口与所述前面板对置配置的背面板，所述前面板，具有显示电极和覆盖所述显示电极的电介质层， 所述电介质层，实质上不包含铅成分，而包含MgO、SiO2和K2O, 所述MgO在所述电介质层中的含有量是0. 3摩尔％以上1. 0摩尔％以下， 所述SW2在所述电介质层中的含有量是35摩尔％以上50摩尔％以下。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其中， 所述K2O在所述电介质层中的含有量是6摩尔％以上。
3.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其中， 所述电介质层还包含Na2O和Li2O当中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的等离子体显示面板，其中， 所述电介质层还包含Na2O和Li2O当中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的等离子体显示面板，其中， 所述Na2O在所述电介质层中的含有量是3摩尔％以下。
6.根据权利要求4所述的等离子体显示面板，其中， 所述Na2O在所述电介质层中的含有量是3摩尔％以下。
7.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其中， 所述电介质层，实质上不包含钡成分和钙成分。
8.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于， 所述电介质层，实质上不包含铋成分。
全文摘要
等离子体显示面板包括前面板和与前面板对置配置的背面板。前面板具有显示电极和覆盖显示电极的电介质层。电介质层实质上不包含铅成分，而包含MgO、SiO2和K2O。MgO的含有量是0.3摩尔％以上1.0摩尔％以下。SiO2的含有量是35摩尔％以上50摩尔％以下。
文档编号H01J17/49GK102265372SQ20108000381
公开日2011年11月30日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月28日
发明者三船达雄, 太田由士行, 森冈一裕, 河濑觉, 藤谷守男 申请人:松下电器产业株式会社